CN107300245B - 空调控制器和通讯隔离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种空调控制器和通讯隔离方法，涉及自动化控制领域。本发明的一种空调控制器，包括：主板控制器；驱动控制器；光耦隔离单元，位于主板控制器与驱动控制器之间，光耦隔离单元包括双级光耦隔离器、位于双级光耦隔离器之间的连接线、以及供电模块。这样的空调控制器在主板控制器与驱动控制器之间能够采用双级光耦隔离的方案进行通讯隔离，且双级光耦隔离器具有独立的供电模块，一方面减少了对风机配线长度的限制，提高信号传输距离；另一方面供电模块能够使光耦隔离单元具有不同的地平面，优化信号隔离的效果。
Description
技术领域
本发明涉及自动化控制领域，特别是一种空调控制器和通讯隔离方法。
背景技术
在空调室内机的设计中，室内机驱动控制器的地平面一般采用热地，而主板控制器的地平面采用变压器隔离后的浮地。由于两者地平面不同，因此在通讯方式上会进行通讯信号隔离。
但是，现有技术中采用的光耦隔离方案存在对风机配线长度的限制，当风机配线过长，或者主控供电不稳定时，容易导致通讯失败。
发明内容
本发明的一个目的在于优化空调室内机主板控制器与驱动控制器的通讯效果。
根据本发明的一个方面，提出一种空调控制器，包括：主板控制器；驱动控制器；和，光耦隔离单元，位于主板控制器与驱动控制器之间，光耦隔离单元包括双级光耦隔离器、位于双级光耦隔离器之间的连接线、以及供电模块。
可选地，供电模块通过主板控制器的输出驱动电压源、太阳能供电装置或无线供电装置获取电力。
可选地，供电模块将获取的电力提供给双级光耦隔离器和/或连接线。
可选地，供电模块将获取的电力经电压变换后提供给双级光耦隔离器。
可选地，主板控制器的母线电压输出端与驱动控制器的母线电压输入端连接；驱动控制器包括驱动电压转换单元，将母线电压转换为驱动电压。
可选地，光耦隔离单元将来自主板控制器的转速控制信号传递给驱动控制器。
可选地，转速控制信号包括预定频率的脉冲信号；主板控制器通过调整转速控制信号的占空比控制驱动控制器的工作模式。
可选地，光耦隔离单元将来自驱动控制器的转速反馈信号传递给主板控制器。
可选地，转速反馈信号包括预定占空比的脉冲信号；驱动控制器通过调整转速反馈信号的频率反馈驱动控制器的驱动转速。
这样的空调控制器在主板控制器与驱动控制器之间能够采用双级光耦隔离的方案进行通讯隔离，且双级光耦隔离器具有独立的供电模块，一方面减少了对风机配线长度的限制，提高信号传输距离；另一方面供电模块能够使光耦隔离单元具有不同的地平面，优化信号隔离的效果。
根据本申请的另一个方面，提出一种空调控制器通讯隔离方法，包括：主板控制器将转速控制信号经光耦隔离单元发送给驱动控制器；驱动控制器经光耦隔离单元将转速反馈信号反馈给主板控制器；其中，光耦隔离单元位于主板控制器与驱动控制器之间，包括双级光耦隔离器、位于双级光耦隔离器之间的连接线、以及供电模块。
可选地，供电模块通过主板控制器的输出驱动电压源、太阳能供电装置或无线供电装置获取电力。
可选地，供电模块将获取的电力提供给双级光耦隔离器和/或连接线。
可选地，还包括：驱动控制器将从主板控制器获取的母线电压转换为驱动电压。
可选地，转速控制信号包括预定频率的脉冲信号；主板控制器通过调整转速控制信号的占空比控制驱动控制器的工作模式。
可选地，转速反馈信号包括预定占空比的脉冲信号；驱动控制器通过调整转速反馈信号的频率反馈驱动控制器的驱动转速。
通过这样的方法，在主板控制器与驱动控制器之间能够采用双级光耦隔离的方案进行通讯隔离，且双级光耦隔离器具有独立的供电模块，一方面减少了对风机配线长度的限制，提高信号传输距离；另一方面供电模块能够使光耦隔离单元具有不同的地平面，优化信号隔离的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为现有技术中空调控制器的一个实施例的示意图。
图2为本申请的空调控制器的一个实施例的示意图。
图3为本申请的空调控制器的另一个实施例的电路示意图。
图4为本申请的空调控制器通讯隔离方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
现有技术中主板控制器与驱动控制器之间的连接方式如图1所示。主板控制器负责执行主控功能，包括对获取的220V交流电压源进行过滤、整流产生310V母线电压，并产生18V、15V、12V、5V、3.3V的电压分别用于通讯，驱动包括扫风电机、电子膨胀阀、灯板、水泵控制模块以及湿度传感器等部件的运转，以及向驱动控制器提供310V母线电压和15V驱动电压；驱动控制器驱动电机运转，并向主板控制器反馈运转状态。
本发明的空调控制器的一个实施例的示意图如图2所示，包括主板控制器21、驱动控制器22以及光耦隔离单元23。其中，光耦隔离单元23包括双级光耦隔离器231。双级光耦隔离器231的两级之间具有连接线232。光耦隔离单元23还包括独立的供电模块233。在一个实施例中，供电模块233可以如图2所示，从主板控制器21的输出驱动电压源212获取电力，也可以通过太阳能或无线供电装置等获取电力。
这样的空调控制器在主板控制器与驱动控制器之间能够采用双级光耦隔离的方案进行通讯隔离，且双级光耦隔离器具有独立的供电模块，一方面减少了对风机配线长度的限制，提高信号传输距离；另一方面供电模块能够使光耦隔离单元具有不同的地平面，优化信号隔离的效果。
在一个实施例中，驱动控制器22包括驱动电压转换单元222，能够将来自母线电压输入端221的310V电压转换为驱动控制器22所需的驱动电压，如15V。在一个实施例中，驱动电压转换单元222为高压BUCK电路，能够产生+15VDC，为IPM(Intelligent Power Module，智能功率模块)栅极驱动电路提供独立电源。
现有技术中，由于主板控制器在生成驱动电压时，取自高频变压器的其中一个绕组，如果主板控制器的开关电源性能较差，干扰信号就会通过高频变压器绕组耦合到驱动电压源上，进而影响到驱动控制器；而母线电源是整流滤波大电容的输出电压，在高频变压器之前，受开关电源影响的程度很小。因此，上述实施例中空调控制器采用将母线电压转化为驱动电压的方式来替代直接从主板控制器获取驱动电压，能够避免主板控制器和驱动控制器的相互干扰，提高控制器的稳定性。
在一个实施例中，光耦隔离单元的供电模块能够分别为双级光耦隔离器和连接线供电。若供电模块从主板控制器获取电能，则将获取的电能经电压转换后提供给光耦隔离器，如经过低压降压直流-直流BUCK变换器将15V的驱动电压变换为5V或3.3V后提供给光耦隔离电路。在一个实施例中，主板控制器在高频变压器次级回路中产生+15VDC，为连接线电路提供独立电源。
这样的空调控制器能够分别为光耦隔离前、光耦隔离中、光耦隔离后提供三种不同地平面的电源，优化了信号隔离的效果。
本申请的空调控制器的另一个实施例的电路示意图如图3所示。其中，上方的一部分为主板控制器部分电路31，下方的一部分为驱动控制器部分电路32。
在一个实施例中，可以将双级光耦隔离器的两级光耦分别放置在空调室内机主板控制器和空调室内机驱动控制器中。如图3中U6、U7、U8、U21所示，即为光耦隔离器的组成元件。右侧方框所示代指主板控制器与驱动控制器的连接端口，即CN5代指驱动控制器，CN4代指主板控制器。各个接口的功能如下表1所示：
表1主板控制器和驱动控制器引脚说明
在一个实施例中，双级光耦隔离方案的转速控制信号是使用给定频率的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号，PWM固定频率可以为(80±1)HZ。主板控制器产生的PWM信号通过图3中的PWM_OUT端口经光耦隔离单元发送到驱动控制器的PWM_IN端。在一个实施例中，可以通过改变PWM占空比来控制电机转速。根据电机不同的应用场合，占空比与电机转速或者转矩的对应关系可以由工程师自主定义。
在一个实施例中，双级光耦隔离方案的转速反馈信号是使用固定占空比的PWM信号，PWM固定占空比可以为(50±5)％。驱动控制器产生的PWM信号通过图3中的FEED_BACK_OUT端口经光耦隔离单元发送到主板控制器的FEED_BACK_IN端。转速反馈信号与转速的协议可以由工程师自主定义，优选为12脉冲/转，或者30脉冲/转。
这样的空调控制器在实现转速控制信号和反馈信号的交互时，一方面减少了对风机配线长度的限制，提高信号传输距离；另一方面供电模块能够使光耦隔离单元具有不同的地平面，优化信号隔离的效果。
本发明的空调控制器通讯隔离方法的一个实施例的流程图如图4所示。
在步骤401中，主板控制器将转速控制信号经光耦隔离单元发送给驱动控制器。光耦隔离单元位于主板控制器与驱动控制器之间，包括双级光耦隔离器、位于双级光耦隔离器之间的连接线、以及供电模块。在一个实施例中，供电模块可以通过主板控制器的输出驱动电压源获取电力，也可以通过太阳能供电装置或无线供电装置获取电力。
在步骤402中，驱动控制器经光耦隔离单元将转速反馈信号反馈给主板控制器。
通过这样的方法，能够在主板控制器与驱动控制器之间能够采用双级光耦隔离的方案进行通讯隔离，且双级光耦隔离器具有独立的供电模块，一方面减少了对风机配线长度的限制，提高信号传输距离；另一方面供电模块能够使光耦隔离单元具有不同的地平面，优化信号隔离的效果。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (14)
1.一种空调控制器，包括：
主板控制器；
驱动控制器；
光耦隔离单元，位于所述主板控制器与所述驱动控制器之间，将来自所述主板控制器的转速控制信号传递给所述驱动控制器，将来自所述驱动控制器的转速反馈信号传递给所述主板控制器；所述光耦隔离单元包括双级光耦隔离器、位于所述双级光耦隔离器之间的连接线、以及供电模块，其中，所述供电模块为所述双级光耦隔离器独立的供电模块。
2.根据权利要求1所述的空调控制器，其中，所述供电模块通过所述主板控制器的输出驱动电压源、太阳能供电装置或无线供电装置获取电力。
3.根据权利要求1或2所述的空调控制器，其中，所述供电模块将获取的电力提供给所述双级光耦隔离器和/或所述连接线。
4.根据权利要求3所述的空调控制器，其中，所述供电模块将获取的电力经电压变换后提供给所述双级光耦隔离器。
5.根据权利要求4所述的空调控制器，其中，所述供电模块采用低压降压式直流-直流BUCK变换器进行电压变换。
6.根据权利要求1或2所述的空调控制器，其中，
所述主板控制器的母线电压输出端与所述驱动控制器的母线电压输入端连接；
所述驱动控制器包括驱动电压转换单元，将所述母线电压转换为驱动电压。
7.根据权利要求1或2所述的空调控制器，其中，
所述转速控制信号包括预定频率的脉冲信号；
所述主板控制器通过调整所述转速控制信号的占空比控制所述驱动控制器的工作模式。
8.根据权利要求1或2所述的空调控制器，其中，
所述转速反馈信号包括预定占空比的脉冲信号；
所述驱动控制器通过调整所述转速反馈信号的频率反馈所述驱动控制器的驱动转速。
9.一种空调控制器通讯隔离方法，包括：
主板控制器将转速控制信号经光耦隔离单元发送给驱动控制器；
所述驱动控制器经所述光耦隔离单元将转速反馈信号反馈给所述主板控制器；
其中，所述光耦隔离单元位于所述主板控制器与所述驱动控制器之间，包括双级光耦隔离器、位于所述双级光耦隔离器之间的连接线、以及供电模块，其中，所述供电模块为所述双级光耦隔离器独立的供电模块。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述供电模块通过所述主板控制器的输出驱动电压源、太阳能供电装置或无线供电装置获取电力。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，
所述供电模块将获取的电力提供给所述双级光耦隔离器和/或所述连接线。
12.根据权利要求9或10所述的方法，其中，还包括：
所述驱动控制器将从所述主板控制器获取的母线电压转换为驱动电压。
13.根据权利要求9或10所述的方法，其中，
所述转速控制信号包括预定频率的脉冲信号；
所述主板控制器通过调整所述转速控制信号的占空比控制所述驱动控制器的工作模式。
14.根据权利要求9或10所述的方法，其中，
所述转速反馈信号包括预定占空比的脉冲信号；
所述驱动控制器通过调整所述转速反馈信号的频率反馈所述驱动控制器的驱动转速。
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